Viskositeetti on tärkeä parametri nestedynamiikassa - niin tärkeä, että kentällä työskentelevät tutkijat määrittelevät kaksi erilaista, joista jokaisella on omat yksikkönsä. Yhteinen yksikkö dynaamisen viskositeetin mittaamiseen on poise (P), joka on yhtä suuri kuin 1 gramma senttimetriä kohden. Vastaava kinemaattisen viskositeetin yksikkö on stoke (St), joka vastaa 1 senttimetriä2 sekunnissa. Molemmat yksiköt ovat suuria, ja käytännön syistä on yleisempää käyttää sentipoisia (cP) ja sentistokeja (cSt), jotka ovat yhtä sadasosa vastaavasta koko yksiköstä. Helppo tapa muuntaa kinemaattisesta dynaamiseksi viskositeetiksi on kertoa arvo sentistokeina nesteen ominaispainolla vastaavan arvon saamiseksi senttipoisissa.
Kaksi erilaista viskositeettia
Dynaamisen - tai absoluuttisen - viskositeetin määritelmä on tangentiaalinen voima pinta-alayksikköä kohti, joka tarvitaan yhden siirtämiseen nesteen vaakataso suhteessa toiseen tasoon nopeusyksiköllä pitäen samalla etäisyyden yksikkönä koneet. Toisin sanoen, se mittaa nesteen sisäistä virtausvastusta. Jokainen, joka on yrittänyt siirtää veistä melassin läpi, tietää, että sillä on korkeampi dynaaminen viskositeetti kuin vedellä.
Kinemaattinen viskositeetti määritellään dynaamisen viskositeetin ja tiheyden suhteena. Kaksi nestettä, joilla on sama dynaaminen viskositeetti, voi olla hyvin erilaisia kinemaattisen viskositeetin arvoja riippuen niiden tiheydestä.
Viskositeetin mittaaminen
Dynaamisen viskositeetin mittaamiseksi on käytettävä jonkin tyyppistä tunnettua ulkoista voimaa. Yleinen tapa mitata tämä määrä on kiertää anturia nesteessä ja mitata vääntömomentin tai pyörimisvoiman määrä, jota tarvitaan koettimen liikuttamiseksi tietyllä nopeudella. Koska kinemaattinen viskositeetti ei riipu liikkeestä tai muusta ulkoisesta voimasta kuin painovoimasta, yleinen tapa mitata sitä on antaa nesteen virrata kalibroidun kapillaariputken läpi.
Dynaamista ja kinemaattista viskositeettia mitattaessa on tärkeää ottaa huomioon lämpötila, koska viskositeetti vaihtelee lämpötilan mukaan.
Ominaispaino tekee muuntamisesta helpompaa
Nesteen, kaasun tai kiinteän aineen ominaispaino on sen tiheys jaettuna veden tiheydellä. Koska veden tiheys on 1 g / cm3 (1 g / ml), ominaispaino on dimensioton arvo, joka on olennaisesti sama kuin tiheys. Tämän pikakuvakkeen avulla yksiköiden seuranta on helpompaa muunnettaessa dynaamisesta viskositeettiseksi kinemaattiseksi ja päinvastoin. Minkä tahansa nesteen kinemaattinen viskositeetti sentistokeina X ominaispaino = dynaaminen viskositeetti senttipoisessa. Jos teet saman laskelman käyttäen tiheyttä ominaispainon sijasta, sinun on muunnettava viskositeetti sentistokes stokeiksi, kerrotaan nesteen tiheydellä g / ml ja muunnetaan lopputulos takaisin sadasjalkainen.
Joitain esimerkkejä
Veden tapauksessa muuntaminen sentistokesin ja centipoisen välillä on helppoa, koska veden ominaispaino on 1. Veden kinemaattinen viskositeetti 70 astetta Fahrenheit-astetta (21 astetta) on 1 senttiä ja dynaaminen viskositeetti on 1 senttipoisi.
68 astetta Fahrenheit-astetta (20 astetta) hunajan tiheys on 1,42 g / ml (ominaispaino 1,42). Sen dynaaminen viskositeetti on 10000 cP, joten sen kinemaattinen viskositeetti on 10000 cp / 1,42 = 7042 cSt.